11适合电子产品抑制辐射骚扰的试验例(共27页)

1、ii适合电子产品抑制辐射骚扰的试验例2007-11-10QIANZHENYU1适合电子产品抑制辐射骚扰的试验例为了给大家以直观的感觉，特地借用日本村 田制作所部分资料。利用一个简单的电路（几片 IC电路）和布局，进行辐射 骚扰测试。相信其结论也能用在开关电源的线路设计上。图1中IC1（ 74HCU04）和石英晶体构成一个时钟发生器，产生16MHz信号输入IC2（ 74HC04）, IC2的输出端 开路，由于线路板的电源线已采取噪声抑制措施，故在试验中产生的辐射骚扰认为 只来自数字集成电路及其布线。试验在电波暗室用“米法”进行（下同）。就目前这个线路说，辐射噪声电平低于规定限值。2007-11-

2、10QIANZHENYU图1电子线路的辐射骚扰发射试验 2 下面三张图（图24）分别给出保持信号线长度不变情况下，信号线与地线的距 离对辐射噪声的影响；以及保持信号线与地线距离不变情况下，信号线长度对辐 射噪声的影响。在信号线长度不变的前提下，信号线距离地线越远，线路所产 生的辐射噪声越大。 在信号线距离地线的尺寸保持不变的前提下，信号线越长，线路所产生的辐射 噪声越大。 在保持信号线长度与相对地线距离不变的前提下，线路的工作频率越高，辐射 噪声就越大2007-11-10QIANZHENYU3图2信号线长度不变，信号线与地线距离不同对辐射骚扰测量的影响2007-11-10QIANZHENYU试

3、电龄【幣肘噪虑】MKU403C知_口匚 4“4“事丄“空Ml術騙和韵勰率MHz70 mr匸用斗口10士一勢X l te NC 300no 44d md r w iooc幕率(MHi)TOua m AH 1M 縛和MHHS0U4DW铀2007-11-10QIANZHENYUn试电皑电H板布JV倍号电跡圈時10 飙 tu iKO440 MO 720 MQ 000MX MIL)忡 5MHi)铀 MO 联 MO1000图3信号线与距离不变前提下，信号线长度变化对辐射骚扰测量的影响5线路图：8MHz16MHz25MHz图4信号线长度以及信号线与地线距离不变前提下，不同工作频率对辐射骚扰测 量的影响200

4、7-11-10QIANZHENYU6图5进一步说明高频、高速线路的排布要紧凑，要远离外接电缆，防止不必要的 噪声辐射。缩短高速信号线，以减小由此所产生的辐射噪声：将噪声电平较高的电路与电缆隔离以减少噪声的耦合：图5印刷线路板布局和布线不同对辐射骚扰测量的影响2007-11-10QIANZHENYU图6则说明在线路板下方复一块接地板可以抑制噪声的辐射。尽管这不是采用多 层板来进行线路的试验，但同样可以说明多层板中地线层的作用。图6在印刷线路板下复一块接地板对线路辐射骚扰测量的影响2007-11-10QIANZHENYU电曲板帝期购声權射-caMt-高（卯【黑射厳声】娱始电曲2+ inTi一M I

5、MM 30044Q MC 770 w 10CK 舗雅（斷血）*加强业腐的按准如前所述，线路板上的数字集成电路及其布线是产生电磁骚扰的主要因素，但是 通过对集成电路的合理布局和走线，以及安装参考接地板、降低线路的工作频率 等措施，都有可能抑制线路工作中所产生的噪声。除此之外，我们在线路板的适当 EMI部位插入一些RC滤波电路等等），同样有滤波器（包括表 EMI面贴磁芯、装的可能把电磁骚 扰抑制到可以忍受的程度内，下面这些图片将用来说明这个问题。试验仍以图1线路为基础进行（两个IC电路，工作频率16MHz ）。图1 （见p.2）2007-11-10QIANZHENYU9再次做试验（图7）。在IC2

6、原先开路的输出端上用10cm的信号线连至IC3（74HC00）。结果发现该线路板产生的辐射噪声超过了 CISPR标准B级所规定 的限值。十分显然这是由IC2输出至IC3的信号线，以及经地线返回IC2的电流 所产生的。当然，就这个电流本身而言是差模电流，但是 “球法”测试中天线测 到的则是共模发射。2007-11-10图7线路板信号线 过长”所引起的辐射骚扰超标（1） QIANZHENYU10进一步做试验。在10cm信号线的始端加一个NFM51R系列的EMI滤波器来抑制 充当噪声天线的信号线所辐射的噪声（图 8）,从测得的数据看，EMI滤波器确 实能消除大部litan【未抑EME滤波器】【加人E

7、MI滤波器）頻率（MHz）分的辐射噪声。2007-11-10图8采用EMI滤波器来抑制信号线的辐射骚扰（1）QIANZHENYU11 继续做上面试验。将10cm信号线在始端处断开，另外再接一根 10cm的导线（如 图9），发现同样是10cm的线，新的连接方法比老的连接所产生的噪声要大得 多，出现这一现像的原因是新的接线比老的可以更有效地辐射噪声（高速电路尤10cm导线导线接入之前频率（MHz）IX频率（MHz）【导线接人之后甚）。2007-11-10图9线路板信号线 过长”所引起的辐射骚扰超标（2）QIANZHENYU12再次将EMI滤波器接在10cm导线的前面（亦即，放在IC2的输出脚与10

8、cm导 线之间，见图10），发现EMI滤波器阻断了噪声进入那条导线的通路，从而几乎彻底消除了辐VCC(*5V)GNO10cm导线开路A IC1:HCU(M IC24C(MIC3CCO10cm导线頻率（MHz）频率MHz）射噪声。2007-11-10图10采用EMI滤波器来抑制信号线的辐射骚扰（2）QIANZHENYU13在前述线路中，回复到第2次做试验的线路，再将一片IC4（ 74HC04）置入图11 所示位置，该电路输入接地电位，故输出为高电位，然后在IC4的输出与接地处各引出1根1m长的导线，结果发现测得的噪声大出 10多dB,而且是16MHz（时钟频I接人导线之前I频率仙缶【接入导线之后

9、】率）的谐波。2007-11-101m导线图11线路板引线 过长”所引起的辐射骚扰超标（3）QIANZHENYU14进一步判断上述噪声来自哪一根线，为此拆去IC4的输出线，保留接地导线，发现所测结果几乎没有变化。这表明噪声是由接地点发出的，而接地线里的地线电 流频率就是时钟电路的工作频率及其谐波频率，通过接地长线构成的发射天线向 外辐射（图12撫季（MHz）【倍弓导线移走之前】AC【信号导线去掉之后】頻率（MHz）02007-11-10图12对由引出线引起的辐射骚扰的判断（3） QIANZHENYU15 作为处理的措施，方法之一是线路板下面接一块大的接地平面，可以比较有效地 降低辐射噪声，但在

10、个别频点上还不够。进一步在引出导线的前面再接入一个EMI的滤波器，发现几乎完全消除了先前所存在的辐射噪声（详见图 13VCCSV)IC1:HCU04IC3：HCWlin导线接地乎面（金属板）44M繭I和血4QHI也人接JfcFitiG痢呻（MHz I挂人EMJ抑制谑波诽龙佔】4 i3e 1 幹4)03)2007-11-10图13采用接地板和EMI滤波器来抑制引出线的辐射骚扰(QIANZHENYU16普通线路板：运用EMI滤波器图14线路板辐射噪声抑制方法小结2007-11-10QIANZHENYUEMI抑制滤波器V/XZLJ _ _ -TLTL信号线接口电缆数字电路板图15线路板辐射骚扰抑制方

11、法的又一例证（1）2007-11-10QIANZHENYU300 MOm *n 10QCM 1U TGQW爱A1.6P图16线路板辐射骚扰抑制方法的又一例证（2）2007-11-10QIANZHENYU19EMI滤波器图的正确接线渝波器朗搔地揣通过一个透孔与命牛农面 为按曲的电路板背血幣连、*接地端的福撫ft（抗彻小信号电挤部分到帼之间的何胳艮度很小（图中说明电容型滤波器的接线）图17贴片式EMI滤波器的使用方法（1） 2007-11-10QIANZHENYU20图18贴片式EMI滤波器的使用方法（2）2007-11-10QIANZHENYU接地线谿位十战r. ti与接他申廊灯嫌 fl和评涪号

12、版圏三端屯容n整卜扳的评面播地荷号电踣位于三増唱容和產接醤之闻的部分戟紺連接器眩菠器的捲地竭通过一透仇与雜个农血 均接地的电粘板背面栩连I接地电歸版图 的高WHltt较小打路版图接地电路戯图兀件面背而整个襄面均接地采来用噪声抑屏制蔽辐罩射为起说村见明，问仍题提田电供制的作用试所金路，用验蔽属罩一屏米法，”并来测试且“1 辐从射图噪19声可。以明开显 看噪口关声尺出，泄寸与率（试漏验有频25MHz开口叫域的足状8(2513)令 50m i x 50riim( 250011)SDrtm125rwnx 20( 2500mm1 30mmSMCwrwn嗥声岌射H9P4声电平405讓BE4詣电平724 M

13、O 1000 (MHr)）02007-11-10图19用屏蔽罩来抑制辐射骚扰的发射（1） QIANZHENYU22 屏蔽效应的原理是用屏蔽罩反射或吸收不需要的噪声。对高频段，主要是反射， 常用铝、铜或其他低阻抗的材料。要求开孔尺寸和紧固件的间隔尽量小，还要避 免由于覆盖涂层造成某些区域的绝缘（图2007-11-1020幵口堪域:分歌的小孔血板的连接：采用较小的间距使附抗降低dI I）。图20用屏蔽罩来抑制辐射骚扰的发射（2） QIANZHENYU23 线路板上的局部屏蔽有时要考虑在线路板上对关键器件或电路进行局部屏蔽，这里选择屏蔽的区域很 重要，其原则是：过屏蔽区域界面的导线要尽量少。穿对这些导线要进行滤 波。屏蔽盒要完整的六面体，底面是线路板上的一块完整铜箔，其余五个面扣在线路 板上，五面体与地的接触点要越多越好，每一点的间隔要小于被屏蔽电磁波波长 的 1/20。滤波的方法是对穿过屏蔽区域的线采用贯通滤波器（不适合线路板上的走线）或 贴片式三端电容及贴片式滤波器。要使效果显著，贴片要尽同量靠近屏蔽盒。按 使用目的，贴片安装在盒内。若用于抗干，对用于抑制辐射骚扰为的目不的扰2007-11-1021）。的，贴片装在屏蔽盒外（图 QIANZHENYU图21线路板上的局部屏蔽24设备（包括线路板）经由电源线的骚扰逸出抑制（图 22&w f(MHUI*-（在 一